前沿
透平葉片是透平機械(如汽輪機、燃氣輪機、水輪機等)中用以引導流體按一定方向流動,並推動轉子旋轉的重要部件。裝在殼體上的葉片稱靜葉片或導葉,裝在轉子上的葉片稱為動葉片。透平機械中最具技術含量和產業價值的航空發動機被譽為是“現代工業的CROWN”,其相關的葉片製造被譽為是“CROWN上的明珠”。
實際中,由於應用條件和生產工藝類似,航空葉片也多用於大型燃氣輪機。但相比燃氣輪機,航空葉片在耐高溫高壓、壽命可靠性、產品一致性等方面要求更高。對於航空葉片,隨著中國航空產業的進步,國內葉片生產商在國際市場中的參與度不斷提升,逐步邁進航空葉片製造的萬億規模市場的大門。
一、渦輪葉片是渦扇發動機的關鍵零件1.1 渦扇發動機是最核心的航空發動機
航空發動機是一種十分複雜的熱力機械,是航空工業的核心。航空發動機結構十分複雜,一臺現代發動機擁有上萬各零部件,需要在高溫、高壓、高轉速和交變負荷的極端惡劣條件下長時間可靠工作。全球能夠自主研製航空發動機的國家只有美國、英國、法國、俄羅斯和中國。航空發動機是一國科技水平、工業水平和綜合國力的重要標誌。
從首次動力飛行至今,航空發動機的發展已有百年曆史。1903年12月17日,美國萊特兄弟實現了人類歷史上首次有動力飛機的飛行,航空發動機登上歷史舞臺。在隨後的一百多年中,其發展成為對世界政治、經濟、軍事和技術乃至人們的生活方式都有重要影響的行業。航空發動機的歷史大致可分為兩個時期:
• 第一個時期(從首次動力飛行至第二次世界大戰結束):在這個時期,活塞式發動機佔據主導地位達40年左右。經過兩次世界大戰的推動,發動機的功率從不到10kW增加到約2500kW,同時讓飛機的飛行速度從16km/h提高到近800km/h。在第二次世界大戰後,活塞式發動機逐步退出主要航空領域。
• 第二個時期(從第二次世界大戰結束至今):60多年來,更大推力的燃氣渦輪發動機取代了活塞式發動機,航空發動機進入噴氣時代。陸續出現了直接產生推力的渦輪噴氣發動機和渦輪風扇發動機,以及通過傳動軸輸出功率的渦輪螺旋槳發動機和渦輪軸發動機。新型發動機使得現代戰機能突破聲障和熱障,最高速達到3倍聲速。
渦扇發動機廣泛應用於戰鬥機、運輸機、客機、無人機,是最核心的航空發動機。歷經一百多年發展,航空發動機主要分為渦扇發動機、渦噴發動機、渦軸發動機、渦漿發動機四類,其中渦扇發動機廣泛應用於戰鬥機、運輸機、客機、無人機,佔比在95%以上,是目前最為核心的航空發動機。
中國渦扇發動機處於發展期,未來需求量較大。中國的航空發動機歷經“引進—仿製—自主研發”,目前已全面進入渦扇階段。中國的渦扇發動機目前處於發展期,WS-10歷經多年發展,已較為穩定,是戰鬥機自主可控的動力源;WS-15、WS-20仍處於研發中,列裝後有望顯著改善現有飛機的效能。根據空軍“到2035年初步建成現代化戰略空軍”的戰略目標,我們認為,空軍未來各型飛機需求量較大,從而帶動渦扇發動機的需求增長。
1.2 渦扇發動機葉片製造難度大,直接影響發動機效能
葉片是渦扇發動機的核心部件,佔據發動機製造 30%以上的工作量。渦扇發動機大量應用鈦合金、高溫合金等高強度金屬材料,極大地提高了發動機的綜合性能;其中,渦扇發動機的各類葉片(包括風扇葉片、壓氣機葉片、渦輪葉片)所處惡劣,由高強度金屬材料加工而成,且結構日趨複雜,製造難度較大,是渦扇發動機製造的瓶頸。各類葉片的製造佔據整個發動機製造 30%以上的工作量。
風扇/壓氣機葉片屬於冷端部件,多使用鈦合金材料,複合材料用量在不斷加大。
從渦扇發動機的結構上來看,風扇葉片、壓氣機葉片雖然功能不同,但均位於燃燒室的前端,工作環境溫度較低,屬於冷端部件。風扇葉片、壓氣機低壓級葉片已逐步從鈦合金空心葉片向複合材料葉片轉變,其中民用大涵道比渦扇發動機已大量使用樹脂基複合材料葉片;壓氣機高壓級葉片直徑遠小於風扇葉片和壓氣機低壓級葉片,更靠近燃燒室,主要使用鈦合金或高溫合金實心葉片,利用精密鍛造和精密加工的方式製造。
渦輪葉片屬於熱端部件,使用高溫合金等材料,通過精密鑄造加工而成,難度非常大。對於渦扇發動機,渦輪進口溫度每提高 100 攝氏度,發動機的推重比能提高 10%,渦輪葉片位於燃燒室之後,完成由燃氣化學能到轉子機械能的轉化,屬於熱端部件,直接關係渦扇發動機的效能。渦輪葉片的高溫耐性要求很高,在高溫的條件下,也要有足夠的韌性和抗疲勞的效能,故渦輪葉片製造材料為高溫合金,並普遍採用精密鑄造方式進行加工。
1.3 渦輪葉片在葉片中價值佔比超過 60%
渦輪葉片是渦扇發動機中製造難度和製造成本最高的葉片。相較於風扇葉片和壓氣機葉片,渦輪葉片的特點主要表現在原材料要求高、製造工藝難度大、成本高。
• 原材料:相較於風扇葉片和壓氣機葉片所用的鈦合金材料或者複合材料,渦輪葉片所用的高溫合金材料冶煉難度更高,所需的部分金屬資源(例如錸礦)儲存量更少,且大量資源被歐美國家所掌控。
• 製造工藝:高溫合金使用精密鑄造進行加工,在關鍵裝置定向爐中進行定向凝固是加工的關鍵,使用定向凝固的方式可大幅度地提高定向葉片的效能。歷經多年發展,葉片製造工藝從等軸晶到定向柱晶和定向單晶,不僅在晶粒結構控制上取得了很大進展,鑄造效能也有了較大提高,已經能夠生產薄壁和具有複雜冷卻結構的渦輪葉片。在經過精密鑄造後,還需對葉片進行數控加工和表面處理。
• 成本:渦輪葉片前期投入較大,中國航發在貴安新區的高溫合金渦輪葉片生產基地專案計劃總投資26.2億元,年產量70萬片;在製造環節,提高良品率的難度較大,生產葉片的成本較高。
葉片佔發動機價值的35%,渦輪葉片在發動機葉片中的價值佔比超過60%。以在單通道客機上用量較大的CFM56系列發動機為例,葉片包含“風扇葉片—三級低壓壓氣機葉片—九級高壓壓氣機葉片—高壓渦輪葉片—四級低壓渦輪葉片”,在發動機中的價值佔比在35%左右。風扇葉片由於葉片半徑較大,單價雖高,但用量少;高壓壓氣機葉片採用精鍛製造,成本相對較低,在百元至千元級,低壓壓氣機葉片半徑較大,且為空心葉片,成本在萬元級;渦輪葉片單價高(高壓渦輪葉片價格在10萬元/片以上),用量大,在葉片組中的價值佔比在60%以上。
二、萬億葉片市場:鍛造葉片產業向中國轉移,鑄造葉片發展提速2.1 渦扇發動機葉片市場穩增長,具有較高的進入壁壘
預計全球軍用發動機市場2028年將達到167億美元,10年複合增長率為4.47%。根據GlobalData資料,全球2018年軍用發動機市場規模為108億美元,預計到2028年將達到167億美元,10年複合增長率為4.47%,總市場空間1377億美元。
渦扇發動機價值佔比超過70%,北美地區是最大市場。根據GlobalData資料,按航空發動機型別分,戰鬥機發動機佔市場總值的60.3%,運輸機發動機中渦扇發動機價值佔比超過50%,預計渦扇發動機價值佔比將佔全球軍用航空發動機市場的70%以上。按地區分,北美市場是第一大市場,佔比為37.1%,亞太、歐洲分為為24.1%、21.6%。
2018-2037年全球客機交付量將超過37000架,中國市場交付量將超7000架。全球客流增長將刺激客機交付量上升,根據空客公司、波音公司、中國商飛的預測,未來二十年,全球民航幹線客機交付量將達到37992架,其中窄體客機29956架,寬體客機8036架;中國市場民航幹線客機交付量將達到7605架,其中窄體客機5958架,寬體客機1647架。
民航客機飛行壽命較長,航空發動機需要進行多次更換。按照現在通行標準,民航客機飛行壽命在60000小時以上,航空發動機的壽命在9000-15000小時,在客機的飛行壽命週期內需要對發動機進行大修和更換。
預計2019-2028年全球渦扇發動機葉片市場規模為1803億美元,渦輪葉片市場規模為1153億美元。我們按照軍民品對全球渦扇發動機葉片市場規模進行預測,核心假設如下:
(1)葉片價值佔比:戰鬥機發動機為小涵道比渦扇發動機,葉片佔比低於大涵道比發動機,假設佔比為30%。
(2)不同葉片在葉片中價值佔比:戰鬥機發動機的風扇葉片、壓氣機葉片半徑小於運輸機、客機所用的大涵道比發動機,假設佔比相對較低,假設鈦合金/復材葉片、精鍛葉片、精鑄葉片在葉片中的價值佔比分別為18%、12%、70%;運輸機、客機所用的大涵道比渦扇發動機的鈦合金/復材葉片、精鍛葉片、精鑄葉片在葉片中的價值佔比採用CFM56系列發動機的資料,分別為26%、11%、63%。
(3)客機交付量:交付總量取空客公司與波音公司預測交付量的平均值,根據空客公司預測,前十年交付量佔46%,按此推測19-28年的客機交付量。貨機和支線飛機由於交付數量遠少於幹線客機且部分支線飛機採用渦漿發動機,整體對測算的邊際效應較小,不做考慮。
(4)客機發動機數量:由於波音747與空客A380交付量極少,假設所有客機均為雙發飛機。
(5)發動機價格:民用航空發動機實際交易價格低於航空發動機生產商的目錄價格,且出現不同程度的折價,本次測算按照目錄價格的70%進行計算。
從企業經營角度來看,國際市場渦扇發動機葉片供應商主要有兩種模式。一種是從屬於航空發動機公司的專業化車間或工廠;另一種是獨立於發動機公司提供配套產品的專業化生產企業。
渦扇發動機葉片市場進入壁壘較高,產品成熟後客戶穩定性較強。在國內市場,渦扇發動機葉片主要是軍用需求;在國際市場,渦扇發動機葉片主要是民用需求;國內外市場的進入壁壘均較高,但一旦進入發動機廠商的供應商體系後,客戶的穩定性非常強。
• 國內市場:軍用需求為主,客戶主要是中國航發集團。軍用葉片對效能及可靠性要求較高,供應商需要有較深的技術積累,具有技術壁壘;進入軍品供應商序列需要通過軍工資質認證,認證週期較長,具有資質壁壘。在葉片實現列裝後,供應商在裝備的壽命週期內將會獲得持續性訂單,客戶穩定性較強。
• 國際市場:民用需求為主,客戶主要是GE、賽峰、羅羅、普惠等國際航空發動機巨頭,葉片採購量較大,競爭相對激烈;相對於軍用需求,對葉片的成本有更高要求。供應商一般需取得航空發動機製造商的特殊工藝認證資格,或者取得“全球第三方特殊工藝認證機構”頒發的認證證書,進入壁壘高。在進入主要發動機廠商的供應商體系後,航空發動機廠商傾向於簽訂長期合作合同,客戶穩定性較強。
2.2 風扇/壓氣機葉片市場出現分化,鍛造葉片產業正向中國轉移
隨著中國航空產業的進步,國內葉片生產商在國際市場中的參與度不斷提升,風扇/壓氣機葉片市場出現分化:
空心葉片、復材葉片市場由歐美企業主導,國際航空發動機巨頭擁有直屬工廠。渦扇發動機風扇葉片、壓氣機低壓級葉片所用的空心葉片、複合材料葉片對材料及製造工藝的要求較高,國內起步相對較晚,目前國際市場仍以歐美企業為主導。GE、賽峰、羅羅、普惠等國際航空發動機巨頭均擁有直屬工廠,或與合作公司成立合資工廠,如Albany/Safran合資工廠、CFAN公司。
中國公司鍛造技術進步顯著,鍛造葉片產業正向中國轉移。美國、德國、英國的鍛造技術較強,在加工裝置等方面也擁有優勢,但隨著中國鍛造技術的不斷提升,中國產鍛造葉片具備全球競爭力。從成本角度考慮,國際航空發動機巨頭加大了對中國鍛造葉片的採購力度,航發動力、航亞科技、無錫透平等公司先後獲得鍛造葉片大單,鍛造葉片產業正向中國轉移。
2.3 精鑄葉片(渦輪葉片)長期被歐美壟斷,國內企業進步顯著
渦輪葉片生產難度較大,長期被歐美企業壟斷。除了冷端部件外,在高效能噴氣發動機的氣道中,渦輪入口溫度超過1600℃,同時葉片需要承受發動機起動、停車迴圈的高溫燃氣沖刷、溫度交變、高轉速下的離心力等,這就要求合金材料在高溫下具有一定蠕變強度、熱機械疲勞強度、抗硫化介質腐蝕等。由於工作環境惡劣,對材料、工藝要求極高,渦輪葉片通常由高溫合金材料精鑄而成。高效能、長壽命的渦輪精鑄葉片均由歐美企業提供,GE、賽峰、羅羅、普惠等國際航空發動機巨頭均有直屬渦輪葉片工廠,PCC公司是最大的獨立渦輪葉片供應商。俄羅斯的渦輪葉片可滿足效能需求,但在使用壽命和經濟性上遠不如歐美產品。
國內企業進步顯著,航發精鑄、應流股份等多家公司渦輪葉片實現突破,發展空間較大。經過多年發展,國內渦輪葉片技術進步顯著,其中,航發精鑄實現渦輪葉片的穩定供應,葉片效能和壽命不斷提升,是國內最主要的渦輪葉片供應商;應流股份、江蘇永瀚、萬澤股份實現技術突破,成功進入中國航發的供應商序列。目前國內軍品列裝加速,民航需求較大,渦輪葉片具有較大發展空間。
三、國內航空產業鏈加速突破在航空零部件領域,國內廠商的產業鏈環節有所不同。在渦扇發動機中,其結構主要分為進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴等。中國航亞科技、無錫透平葉片等主要生產壓氣機葉片、風扇葉片、渦輪盤、壓氣機葉盤、機匣等,使用的材料以密度較小、強度較大的鈦合金等。鷹普精密的產品以結構件為主,其結構相對複雜、製造精度較高。應流股份與江蘇永瀚的產品集中於高溫合金的渦輪葉片,以鎳、鈷等耐高溫、重量較高的材料為主;該領域的國際廠商主要是美國精密鑄造公司(PCC),壟斷了50%以上市場份額。
目前國內廠商已經逐步實現突破,互相印證。航空發動機葉片具有技術難度大、認證週期長等特點,決定了其初始投入資本較高,而在產品批量化生產之前產生的現金流較低。目前,隨著國內企業技術逐步突破,部分產品已經通過下游客戶的認證,進入放量階段。以應流股份為例,公司將進行非公開增發,本次高溫合金葉片精密鑄造專案建成後將形成年產20萬件產能,主要應用於航空發動機和燃氣輪機領域,產品包括等軸晶葉片、定向單晶葉片、鈦鋁葉片等等。另外,根據公司官網資料介紹,航亞科技已為國際主流商用發動機CFM56-7B及CF34提供批產葉片裝機交付;並全面參與國際最新一代民用航空發動機(LEAP)的壓氣機葉片研製及生產,其中LEAP低壓壓氣機葉片共計14級,截至目前,航亞科技已承接13級的葉片合同並完成其中11級的研製。根據年報的披露,2018年航亞科技、江蘇永瀚、應流股份、鷹普精密來自航空領域的收入分別136、156、88、256百萬元,分別同比增長57%、76%、88%、29%。從增速水平來看,由於鷹普精密產品種類較多,其增速相對平滑;而其他公司產品更加集中於葉片,與發動機型號較為相關,近幾年展現出較高的增速。
從利潤率水平來看,根據年報的披露,2018年應流股份、航亞科技、鷹普精密航空領域毛利率分別為44.39%、28.08%、32.07%(鷹普精密為當年綜合毛利率),主要在於應流股份的產品以熱端部件高溫合金為主,技術水平相對更高,因而形成更高的毛利率。
四、商業化起步,優質公司呈現快速發展4.1 應流股份:傳統業務穩健,“兩機兩業”兌現產業升級
應流股份是專用裝置零部件生產領域內的領先企業,主要產品為泵及閥門零件、機械裝備構件,應用於航空航天、核電、油氣、資源及國防軍工等高階裝備領域。公司的製造技術、生產裝備達到國內領先水平,產品出口以歐美為主的 30 多個國家、近百家客戶,其中包括通用電氣、西門子、卡特彼勒、斯倫貝謝等十餘家世界 500 強企業和艾默生等眾多全國業龍頭。
自上市以來,公司年營業總收入大致維持在 13 億人民幣左右,波動幅度較小。2012-2017 年間,公司下游幾大行業出現週期性波動。其中,工程機械行業需求在 2012-2015 年間進入下行區間;石油天然氣裝置需求在 2015-2017 年受到國際油價下跌的影響;核電相關裝置則受到 2016-2018 年暫停新機組審批的影響。雖然子行業的景氣表現不一,但公司收入波動較小,主要也是因為下游需求較為分散,有效平滑了單一領域波動的影響。
而自2018年以來,公司業績逐步加速,2019上半年收入9.52億元,同比增長15.32%,主要在於兩個因素:1.國家能源局核准了多個新建核電專案,公司陸續接到新專案訂單,同時在手核電訂單加速交付。上半年核能領域收入 1.3 億元,同比增長 40.16%。
2.在航空發動機和燃氣輪機高溫合金熱端部件生產領域,公司與國內外眾多領先客戶簽署了長期戰略合作協議並持續穩定供貨,“兩機”領域營業收入實現大幅增長。
上半年公司航空航天新材料及零部件產品實現營業收入 7231 萬元,同比增長138.36%。在盈利方面,2013 年以來,公司淨利潤出現了較為明顯的回落,2018 年歸母淨利潤為 7314 萬元,僅為 2012 年的 42%,主要在於三項費用的增加。一方面,公司新切入的航空業務具備驗證週期長、研發投入大的特徵;另一方面,新業務產能的建設帶來大量固定資產投入由此帶來的利息費用快速增加,例如 2017 年財務費用(大部分是利息費用)1.42 億元,費用率 13.15%,壓制了當期的淨利潤水平。
公司面向“兩機(航空發動機和燃氣輪機)兩業(核能產業和航空產業)”,專注航空、核能等具備技術和市場優勢的重點領域,產業升級的發展藍圖逐步兌現。公司在航空航天領域的主要業務包括航空發動機高溫合金葉片、機匣、燃氣輪機動葉片、靜葉片、噴嘴環等熱端部件。國內廠商主要是航發有關專業廠、中科院金屬所、鋼研高納、安徽應流和無錫永翰等,國際市場則由少數廠家壟斷。公司前期投入了較高的研發資源,經過客戶驗證,目前已進入國際航空發動機和燃氣輪機行業龍頭供應商體系,高溫合金葉片、機匣、噴嘴環、導向器等產品應用於不同型別燃氣輪機和多個型號航空發動機。根據公司公告的披露,截止2018年底公司航空航天領域累計在手訂單約9940萬元,2019上半年實現收入7231萬元,同比增長138%,並與國內外眾多領先客戶簽署了長期戰略合作協議並持續穩定供貨,客戶黏性顯著增強。
我們認為 2019 年可能是公司重要的拐點之年,主要因素有兩點:
1.航空業務逐步進入收穫期,帶動收入規模的快速提升。在“兩機”領域,公司航空發動機定向和單晶葉片列入國家軍民融合重點專案,已有部分產品開始交付;多種航天發動機高溫部件批量交付。根據半年報的披露,2019 上半年公司航空領域營業收入 0.72 億元,同比增長 138%。同時,由於該領域技術相對複雜、進入比較較高,其毛利率也顯著高於公司傳統業務,隨著收入結構的改善,公司綜合毛利率有望持續提升。
另外,公司非公開發行已獲得批准,本次高溫合金葉片精密鑄造專案建成後將形成年產 20 萬件高溫合金葉片,主要應用於航空發動機和燃氣輪機領域,產品包括等軸晶葉片、定向單晶葉片、鈦鋁葉片等等。
2.客戶深度繫結,費用增長開始放緩,利潤空間彈性凸顯。從研發的角度來看,核能、航空領域的產品具備技術難度高、認證時間長的特徵,在實現“從 0 到 1”的過程中,公司需要投入大量的研發費用,2017-2018 年研發費用率均超過 10%。
而隨著公司產品逐步通過客戶驗證,後續產品的升級、改良需要投入的資源逐步減少。另外,公司 2018 年度非公開發行方案中計劃募集 2.85 億元用於償還銀行借款,根據公告的披露,按照目前公司平均借款利率 5.2%計算,公司預計每年將減少利息支出 1482 萬元。
2019 年,隨著產品趨於成熟和放量,長期的資本投入有望開始實現業績兌現,同時伴隨著費用率的降低,利潤空間彈性凸顯。
4.2 鷹普精密:技術提升,面向航空+醫療領域
鷹普精密是一家高精密度、高複雜性及效能關鍵的鑄件和機加工零部件綜合製造商,為全球客戶提供定製化鑄造和機加工產品和表面處理服務,其垂直整合業務模式及一站式解決方案的綜合能力確立了其市場領先地位。
公司的發展歷史:鷹普精密 1998 年成立於中國無錫,並紮根中國市場逐步擴張,相繼成立了 9 個國內工廠。為配合全球化戰略,公司於 2011 年將其全球總部搬至香港。2012 年以來,公司實施“內生+外延”雙輪驅動戰略,相繼收購中國、德國、土耳其等 8 家公司,提升公司業務能力並逐步滲透海外市場。經過 20 年的發展,公司目前已經成為全球領先的精密零部件製造商之一。據羅蘭貝格統計,以 2018 年總收入排名,公司是全球第七大獨立熔模鑄造製造商,中國最大的熔模鑄造商,同時也是汽車,航空及液壓終端市場的全球第四大精密機加工公司。
公司的業務主要分為四大類:熔模鑄造、精密機加工、砂型鑄造及表面處理,2018年收入佔比分別為 42.2%、32.4%、16.0%及 9.4%。加工的金屬材料包括不鏽鋼、碳鋼、合金鋼、高溫合金等,表面處理業務(改變物體表面以提升外觀或效能的工藝)包括鋅、鎳、鎘及鋅鋁塗層,用於防腐、耐磨及裝飾用途。其中,熔模鑄造是公司最主要的業務板塊,也是未來的重點發展方向。2013 年,公司通過收購 BFG 集團以開展海外投資,並強化在熔模鑄造領域的優勢。
根據年報的披露,公司的營業收入由 2016 年的 2547.2 百萬港幣增長至 2018 年的3749.1 百萬港幣,複合年均增長率 21.3%。2018 年,公司收入 3749.1 百萬港幣,毛利率 32.2%,主要在於終端市場需求增長。另外,更先進的技術要求及行業高標準拉動了對於公司高階產品的需求,帶動淨利潤上行。公司經調整後的淨利潤由2016 年的 344 百萬港幣增加至 2018 年的 620 百萬港幣,年均複合增長率 34.2%。經調整後的淨利率由 2016 年的 13.5%上升至 2018 年的 16.5%,主要在於各業務線條毛利率的提升,2018 年綜合毛利率為 32.2%,相比 2016 年提升 2 個百分點。
鷹普精密的發展特點是以技術研發為支點,實現技術驅動和產品終端市場的高階化。公司的研發投入和生產裝置整體達到世界先進水平,掌握了從熔模鑄造到表面處理的高階零部件製造工藝一體化,技術優勢突出。2018 年,鷹普為全球 30 多個國家及地區超過 1000 名客戶提供產品及服務,下游應用領域廣泛,主要終端市場包括乘用車、商用車、大馬力發動機、液壓裝置、工程機械、航空、農業機械、休閒娛樂船舶和車輛、醫療和能源。
近年來,公司開始將航空、醫療市場作為戰略發展方向,無論是為了打破週期屬性,還是傳統業務出現瓶頸,企業選擇的新領域大多是具備良好發展前景的高階市場,而航空和醫療領域就具備高盈利、高空間的特徵。
航空方面,根據公司招股書的披露,公司已取得 AS 9100 及 NADCAP 認證(對航空客戶而言均為主要的必備認證),並開始為包括波音 737 Max、波音 787、空客A320 Neo 及空客 A350 等不同型號的飛機的液壓系統、流體系統配套零部件。公司來自航空終端市場的收入由 2016 年的 144.5 百萬港元增加至 2018 年的 281.9 百萬港元,複合年增長率為 39.7%;2018 年同比增長 43.9%。從佔比來看,航空領域佔比由 2016 年的 5.7%提升到 2018 年的 7.5%。
在醫療方面,公司積極通過參加醫療展會獲得新客戶,並招募更多針對醫療終端市場的銷售人員。2018 年公司來自醫療領域收入 83 百萬港幣,同比增長 14.6%,佔同期總收入的 2.2%,2016-2018 年複合增速為 30.8%。
4.3 航亞科技:下游客戶集中,壓氣機葉片陸續釋放產能
無錫航亞科技股份有限公司成立於2013年01月,致力於提供航空發動機核心部件,是專注於航空發動機壓氣機零部件研製及生產的專業製造商,主要產品包括航空發動機壓氣機葉片、整體葉盤和骨科植入物鍛件。其中壓氣機葉片(包括低壓壓氣機葉片、高壓壓氣機葉片和風扇葉片)主要面向國際及國內發動機市場,整體葉盤產品主要面向國內航空發動機市場。此外,由於骨科植入物鍛件在鍛造環節的生產裝置、工藝上與航空發動機葉片相同,可共線生產,所提供的產品供應強生、施樂輝、創生等國際一流的醫療器械企業。根據年報的披露,截止2018年底共有員工387人。
根據年報的披露,2016年航亞科技於新三板掛牌上市,同年與賽峰SAFRAN集團簽訂了十年的長期協議,已為國際主流商用發動機CFM56-7B及CF34提供批產葉片裝機交付;並全面參與國際最新一代民用航空發動機(LEAP)的壓氣機葉片研製及生產,其中LEAP低壓壓氣機葉片共計14級,截至目前,航亞科技已承接13級的葉片合同並完成其中11級的研製。目前航亞科技已成為國際最新一代民用航空發動機(LEAP)壓氣機葉片的主要供應商之一。
公司下游客戶較為集中。根據 2018 年報披露,公司前五大客戶總銷售額為 1.46 億元,佔比 93.40%。其中,賽峰集團、航發集團是航空製造領域領軍企業,而威高集團以醫療器械和藥業為業。
收入規模持續擴張,2018 年扭虧為盈。根據年報的披露,公司 2018 年收入 1.57 億元,相比 2016 年增長超過 4 倍,增長動力來源於原處於研發階段的產品陸續批量化生產,葉片逐步形成規模化效應,帶動去年業績扭虧為盈,淨利潤達到 0.11 億元。根據年報的披露,公司加大投資建設力度,啟動了二期擴建專案,考慮到公司與賽峰集團的長期合作協議,產能的擴張有望進一步擴大營業規模。
毛利率逐步下滑,葉片業務增長迅速。根據年報的披露,2017年公司毛利率32.11%,較上年大幅下降6.66個pct,主要由於來自國際市場的葉片產品收入佔比提升,而國際葉片的毛利率相對國內葉片市場較低;2018年毛利率30.88%,同比下降1.23個pct,主要在於各類多品種、小批量產品的增加,成本相對較高,造成短期業務毛利率略有降低。分產品來看,2016-2018年,航空發動機壓氣機葉片,特別是國際葉片業務,逐步由研發形成規模化銷售,CAGR高達161%,2018年葉片營業收入1.09億元,佔比69.63%。
4.4 江蘇永瀚(未上市):精鑄技術國際領先
江蘇永瀚成立於2011年10月,專業從事特種合金的精密鑄造及加工製造,為工業燃氣輪機、進氣增壓器、渦輪葉片提供精鑄件加工及產品。公司具備成熟的大型複雜結構件精鑄技術、近淨成型的精鑄技術,以及大尺寸高溫合金的精鑄技術,主要致力於鎳基、鈷基等高溫合金熱端部件的精密鑄造,技術水平處於國際一流。根據官網的披露,公司目前共有283名員工,控股股東為哈爾濱廣瀚動力產業發展有限公司,佔比26.43%,主要產品包括以單品、定向、等軸為主導工藝的中空氣冷卻式渦輪葉片、導向葉片、整鑄渦輪轉子導向器以及燃燒室前置擴壓器等。
目前,江蘇永瀚的國際客戶主要是法國阿爾斯通、美國GE公司、義大利安薩爾多等工業燃氣輪機、航空(航天)發動機及船舶推進系統的廠商等。根據中國動力2018年底的非公開發行購買資產的相關公告披露,2016-2018年,江蘇永瀚營業收入和總資產不斷擴張,淨利潤扭虧為盈。其中,2018年的營業收入為1.56億元(來自公司官網披露);1-7月淨利潤為0.12億元,總資產達到7.68億元。
4.5 透平葉片(未上市):以能源起步,進軍航空
無錫透平葉片(WTB)始建於1979年,是上海電氣集團旗下的上海集優機械股份有限公司(PMC)的核心全資企業。公司前身無錫葉片廠於1988年已初步成為國內大葉片加工中心;2001年開始批量走向海外市場;2005年國內電站大葉片綜合市場佔有率達70%左右並改制更名為無錫透平葉片有限公司;2011年公司改革組織構架,成立了航空鍛造和葉片製造兩個事業部。目前,公司的主要業務為電站葉片和航空鍛件的工藝開發和製造,是能源和航空領域國內領先、全球知名的高階動力部件供應商。根據官網的披露,截止2018年公司擁有767名員工,總資產25億元。
目前,公司的產品包括航空領域的航空部件,以及能源領域的汽輪機葉片和燃汽輪機葉片。根據官網的披露,公司在電站大型渦輪葉片國內市場上的綜合佔有率達80%以上,具備百萬等級超臨界汽輪機、百萬機組大葉片的工藝開發及製造能力。在航空領域方面,自2008年起,公司利用在能源領域優勢,通過與GE、R-R的合作,開啟了海外航空業務,範圍覆蓋航空發動機零部件和飛機結構件,包括盤類鍛件、機匣、風扇葉片、飛機機翼滑軌、框、樑、起落架等大型鍛件。目前,公司下游客戶包括中航工業集團總公司所屬各發動機公司、飛機公司、中國航天科技集團公司所屬各企業、中國航天科工集團所屬各企業、GE、Rolls-Royce等國內外大型知名企業。
4.6 萬澤股份:向高溫合金領域積極轉型
萬澤股份傳統主業為地產,為抵禦地產行業面臨的調控風險,公司逐步剝離房地產業務,向高溫合金領域積極轉型。2014年,公司與中南大學聯合投資設立了高階高溫合金研發公司萬澤中南研究院,2014年至今,公司通過出售資產累計回收資金18.86億元,將有力支援高溫合金產業發展。
根據公司相關公告披露,公司建立了從母合金、粉末冶金制粉到高溫合金構件的完整研發體系,掌握高溫母合金與葉片製造的先進技術。
• 中南研究院:核心研發平臺,擁有頂級專家數名,已成功研發出具有自主智慧財產權的粉末高溫合金5種、單晶高溫合金6種;掌握了國際先進高溫合金粉末渦輪盤件製備的關鍵工藝及引數控制技術,成功研製了二代高溫合金粉末渦輪盤,完成第三代高溫粉末合金材料的設計,積累了批量生產粉末盤的技術儲備;研製出先進航空發動機單晶葉片和定向葉片,批次產品研製生產週期短、合格率高,品質達到國內領先水平。
• 上海萬澤精鑄:生產平臺,一期高溫合金及鈦合金廠房於2018年投產,二期廠房將於2019年下半年完成整體竣工驗收。公司在研新品共計24個,其中完成研發轉入批產8個,已經逐漸開始與GE公司、中國航發商發、博格華納、中國科學院工程熱物理研究所等單位有實質性業務往來,所交付的樣品已通過或正在進行客戶測試,有望在2019年下半年轉入批量生產。
• 深汕萬澤精鑄:生產平臺,已完成主體廠房的建設,並完成500Kg高溫合金母合金生產線的建設工作,實現了小規模量產,做好了大規模量產的技術工藝準備基礎,具備了自主智慧財產權的新材料熔鍊高溫合金生產線160噸/年產能。按計劃推進高溫合金粉末生產線、粉末盤製造線的建設工作,已完成大部分關鍵裝置的安裝除錯工作;穩步推進精鑄葉片生產線的建設工作,目前關鍵裝置均已到位,即將啟動安裝除錯工作。
擬非公開發行股份募集資金不超過13億元,用於先進高溫合金材料與構件製造專案建設。根據公司2019年5月的非公開發行預案(第四次修訂稿),本次募投專案以全資子公司深汕萬澤精密鑄造為實施主體,新建年產超純高溫母合金478噸、航空發動機葉片4500片、渦輪盤200對、地面燃氣輪機葉片2000片、汽車渦輪增加器部件700個、高溫合金粉末50噸生產線。
五、總結透平葉片是透平機械(如汽輪機、燃氣輪機、水輪機等)中用以引導流體按一定方向流動,並推動轉子旋轉的重要部件。透平機械中最具技術含量和產業價值的航空發動機被譽為是“現代工業的CROWN”,其相關的葉片製造被譽為是“CROWN上的明珠”。對於航空葉片,隨著中國航空產業的進步,國內葉片生產商在國際市場中的參與度不斷提升,逐步邁進航空葉片製造的萬億規模市場的大門。
渦輪葉片是渦扇發動機的關鍵性零件,佔渦扇發動機葉片總價值的 60%以上
渦扇發動機廣泛應用於戰鬥機、運輸機、客機、無人機,是目前最為核心的航空發動機。各類葉片(包括風扇葉片、壓氣機葉片、渦輪葉片)是渦扇發動機的核心部件,佔據發動機製造 30%以上的工作量;其中,風扇/壓氣機葉片屬於冷端部件,多使用鈦合金材料,複合材料用量在不斷加大;渦輪葉片屬於熱端部件,使用高溫合金等材料,通過精密鑄造加工而成,是渦扇發動機中製造難度和製造成本最高的葉片,佔渦扇發動機葉片總價值的 60%以上。
全球葉片市場空間超萬億規模,中國產鍛造葉片具備成本優勢,產業向國內轉移;渦輪葉片加速突破
根據我們的測算,預計 2019-2028 年全球渦扇發動機葉片市場規模為 1803 億美元,其中渦輪葉片市場規模為1153 億美元。目前,空心葉片、復材葉片市場由歐美企業主導,國際航空發動機巨頭擁有直屬工廠;鍛造葉片產業正向中國轉移,航發動力、航亞科技、無錫透平等公司先後獲得鍛造葉片大單;中國產渦輪葉片進步顯著,航發精鑄、應流股份等多家公司渦輪葉片實現突破,發展空間較大。
國內產業鏈加速突破,優質公司呈現快速發展
隨著國內企業的技術逐步突破,部分產品已經通過下游客戶認證,進入放量階段。根據相關公告,應流股份與國內外眾多領先客戶簽署了長期戰略合作協議;航亞科技為主流商用發動機 CFM56-7B 及 CF34 提供批產葉片裝機交付;並全面參與國際最新一代民用航空發動機(LEAP)壓氣機葉片研製及生產。2018 年航亞科技、江蘇永瀚、應流股份、鷹普精密來自航空領域的收入分別為 136、156、88、256 百萬元,分別同比增長 57%、76%、88%、29%。
根據我們的測算,未來10年航空葉片生產具有超過1800億美元的市場空間。並且由於其嚴格的進入壁壘和很高的製造工藝難度,葉片產品也具有較高的盈利能力。
隨著中國航空產業的進步,國內葉片生產商也在產業鏈中嶄露頭角:鍛造葉片已有初步向中國轉移的趨勢,航發動力、航亞科技、無錫透平等公司先後獲得國際客戶鍛造葉片大單;精鑄葉片雖長期被歐美壟斷,但是近年國內企業也獲得顯著的進步,航發精鑄、應流股份等多家公司渦輪葉片實現突破,發展空間較大。目前國內軍品列裝加速,民航需求較大,航空葉片具有較大發展空間。(End)
參考源:廣發證券
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航空發動機葉片技術。分析總體情況。
全球能夠自主研製航空發動機的國家只有美國、英國、法國、俄羅斯和中國。誰信呢?